炭载铁基复合材料去除氯代有机污染物的研究

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利用纳米铁降解水中的氯代有机物是一项应用很广的环境修复新技术,该技术利用纳米铁被水腐蚀产生的氢气对氯代有机物进行催化加氢脱氯,研究表明:在纳米铁中引入具有催化加氢作用的金属可以形成双金属,加大纳米铁的利用率并加速反应,最终减少污染物修复所需时间。但由于纳米材料的容易聚集性能而降低了纳米材料的反应活性,在实际应用中,往往通过负载纳米材料的方法避免了上述的问题。在对纳米铁基材料降解氯代有机物改性方法中,将纳米铁基材料负载在可溶性淀粉是一种上可以显著提高降解效率,而且不会造成二次污染的非常具有前景的改性方法。采用液相NaBH4还原法,制备出淀粉负载纳米铁镍双金属(淀粉/ZVI-Ni)和淀粉负载纳米铁镍铜三金属复合材料(淀粉/ZVI-Ni-Cu),并采用XRD、SEM、BET、XRF等仪器对其性能进行表征;进而对比其与纳米零价铁(ZVI)、纳米铁镍(ZVI-Ni)、淀粉负载零价铁(淀粉/ZVI)对三氯乙烯(TCE)和氯仿(CHCl3)的降解效果以及影响淀粉/ZVI-Ni-Cu降解氯代烃的因素。结果表明:通过双金属和三金属的掺杂,可有效提高复合材料对氯代烃的降解,其降解效能关系为:淀粉/ZVI-Ni-Cu>>淀粉/ZVI-Ni/>淀粉/ZVI>ZVI。其中淀粉/ZVI-Ni-Cu三金属复合材料在48 h内可实现氯代烃的完全降解。由于淀粉载体的加入,使得复合材料不但克服了普通纳米材料易团聚的缺点,而且抗氧化性更强,降解效果也更显著。本文将传统的液相还原法与绿色制备法结合,所制备出的淀粉负载纳米铁镍双金属的复合材料对2,4-二氯苯酚的降解效率大大提高。对比无茶多酚保护下制备的纳米铁镍双金属、茶多酚保护下制备的纳米铁镍双金属以及茶多酚保护下制备的淀粉负载纳米铁镍双金属三种材料对2,4-二氯苯酚的降解效率发现其降解效能关系为:淀粉负载纳米铁镍双金属>>茶多酚保护下的纳米铁镍双金属>纳米铁镍双金属。复合材料对2,4-二氯苯酚的降解在24 h基本达到反应平衡,其降解效率可达94%,淀粉的加入有效地提高了其降解效率。
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